Projektbeschreibung
Neue Quantenhorizonte entdecken
Forschende ebnen den Weg für transformative Anwendungen in der Quantentechnologie. Das ERC-finanzierte Projekt FoQAL soll die Manipulation von Licht-Materie-Wechselwirkungen auf Quantenebene revolutionieren. Durch den Einsatz kalter Atome und nanophotonischer Systeme werden einzigartige Eigenschaften wie Dimensionskontrolle, Lichtstreuung und Quantenvakuumkräfte genutzt. Zu den wichtigsten Durchbrüchen gehören nanoskalige Fallen, die Quantenvakuumkräfte nutzen und Fallentiefen sowie räumlichen Einschluss ermöglichen und herkömmliche Methoden um 1 bis 2 Größenordnungen übertreffen. FoQAL wird zudem starke Spin-Photon-Phonon-Wechselwirkungen nachweisen, die neuartige Wechselwirkungen mit großer Reichweite und exotische Quantenzustände von Licht und Materie erzeugen. Im Rahmen des Projekts werden außerdem neue Ansätze für die nichtlineare Optik mit Einzelphotonen entwickelt, die sich die Wechselwirkungen zwischen den Atomen über große Entfernungen zunutze machen. Insgesamt werden die bahnbrechenden Fortschritte des Projekts die Quantentechnologien in neue Dimensionen vorantreiben.
Ziel
FoQAL aims to completely re-define our ability to control light-matter interactions at the quantum level. This potential revolution will make use of cold atoms interfaced with nanophotonic systems, exploiting unique features such as control over the dimensionality and dispersion of light, the engineering of quantum vacuum forces, and strong optical fields and forces associated with light confined to the nanoscale. We will develop powerful and fundamentally new paradigms for atomic trapping, tailoring atomic interactions, and quantum nonlinear optics, which cannot be duplicated in macroscopic systems even in principle. Targeted breakthroughs include:
1) Nanoscale traps using quantum vacuum forces. Nanophotonic structures enable strong quantum vacuum forces acting on atoms near dielectric surfaces to be harnessed for novel “vacuum traps.” Their figures of merit (e.g. trap depth and spatial confinement) will exceed what is possible with conventional trapping techniques by 1-2 orders of magnitude.
2) Strong long-range spin-photon-phonon interactions. We will show that nanophotonic systems enable the formation of new “quasi-particles” consisting of atoms dressed by localized photonic clouds. These clouds produce strong multi-physics coupling between photons and atomic spins and motion, facilitating novel long-range interactions and the generation of exotic quantum states of light and matter.
3) New routes to single-photon nonlinear optics. We will develop novel techniques to attain strong interactions between individual photons, which are not based upon the saturation of atomic transitions. These approaches will take advantage of engineered long-range interactions between atoms, and “atom-optomechanics” in which the optical response of atoms and their motion strongly couple. Significantly, our protocols will enable a growth in nonlinearities for moderate atom number N, in contrast to conventional cavity QED where the optimal operating point is N=1.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/de/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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- Naturwissenschaften Naturwissenschaften Atomphysik
- Naturwissenschaften Naturwissenschaften Quantenphysik Quantenoptik
- Naturwissenschaften Informatik und Informationswissenschaften Informatik Multiphysik
- Naturwissenschaften Naturwissenschaften Optik nichtlineare Optik
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Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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H2020-EU.1.1. - EXCELLENT SCIENCE - European Research Council (ERC)
HAUPTPROGRAMM
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Thema/Themen
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Finanzierungsplan
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
ERC-STG - Starting Grant
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
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(öffnet in neuem Fenster) ERC-2014-STG
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Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.
08860 Castelldefels
Spanien
Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.